沥青混凝土心墙坝力学性能数值模拟研究

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1、第34卷第5期人民黄河Vol_34．No．52012年5月YELLOWRIVERMay，2012【水利水电工程】沥青混凝土心墙坝力学性能数值模拟研究王建祥，唐新军，李晓庆(新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆乌鲁木齐830052-)摘要：针对新疆某沥青混凝土心墙堆石坝进行了有限元数值模拟计算，坝体主应力和心墙轴线主应力比的计算结果表明：堆石体坝壳大、小主应力最大值均出现在坝底部中轴线两侧；满蓄期上游坝壳的大、小主应力比竣工期小；随着坝高的增加，沥青混凝土心墙的主应力比有增大趋势。根据计算结果对心墙的水力劈裂进行了判别，结果表明：心墙竖向应力均大于水压力，沥青混凝土心墙不

2、会发生水力劈裂。关键词：沥青混凝土心墙坝；主应力；水力劈裂；有限元数值模拟中图分类号：TV641．4文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000．1379．2012．05．046SimulativeStudyOilMechanicalPropertiesofAsphaltConcreteCoreWallDamWANGJian—xiang，TANGXin-jun，LIXiao—qing(CollegeofHydraulicandCivilEngineering，XinjiangAgriculturalUniversity，Urumqi830052，Chin

3、a)Abstract：ThepaperhadsimulativecalculationonanasphaltconcretecorewalldaminXinjiangandanalyzedtheresultsofprincipalstressofdambodyandprincipalstressratioofcorewallaxis．Theresultsshowthatthemaximumvalueofmajorandminorprincipalstressofrock—filldamshellappearinthedambottomofbothsidesoftheax

4、is；themajorandminorprincipalstressoftheupstreamdamshelloffullstorageperiodaresmallerthanthatofcompletionperiod；withincreasingtheheightofthedam，theasphaltconcretecorewallprincipalstressratiohasthetrendofincrease．Thehydraulicfracturingofcorewallisjudgedaccordingtothecalculatedresults．There

5、sultsshowthattheverticalstressofcorewallisgreaterthanwaterpressure．Asphaltconcretecorewallwillnothappenhydraulicfracturing．Keywords：asphaltconcretecorewalldam；principalstress；hydraulicfracturing；finiteelementnumericalsimulation沥青混凝土心墙堆石坝是土石坝的主要坝型之一⋯。大的供水任务，该水库工程为Ⅲ等中型工程。上游坝面坡比为坝主体由堆石或砾石组成

6、，中间设沥青混凝土防渗心墙。J。1：2．25，下游坝面坡比为1：2．00。沥青混凝土心墙坝以坝料强将沥青、矿料与掺合料等按比例配合，加热拌和均匀，经压实或度、渗透性、压缩性、施工方便和经济合理等为原则进行分区，浇筑等工艺成型的沥青混凝土具有良好的适应变形能力、抗冲除沥青混凝土心墙外，还有坝壳料区、过渡料区、上游围堰、排刷能力、抗老化能力、裂缝自愈能力等，沥青混凝土可以在严寒水料区。条件下施工，且整个心墙无须设置结构缝。因此，沥青混凝土被广泛应用于水工结构防渗体，特别是新疆等寒冷地区土2本构模型及材料参数石坝中的防渗墙上J。许多学者针对沥青混凝土心墙坝施工沥青混凝土心墙、

7、沙砾石坝是大坝的主体部分，其应力应过程中出现的一些问题进行了研究，但在试验和理论分析方面变关系模拟的合理性直接关系到坝体工作性状评估的准确研究较少。笔者对新疆某沥青混凝土心墙坝进行有限元数值性J。大量研究表明沥青混凝土心墙材料和沙砾石坝料的应模拟计算，并对计算结果进行了分析，以期为沥青}昆凝土心墙力应变关系表现出明显的非线性，本构模型可以采用邓肯一张坝的设计和工程应用提供依据和参考。模型，也可以采用南水模型。研究发现，邓肯一张模型与南水模型相比，邓肯一张模型计算的变形偏大，基于安全考虑，笔者1工程概况收稿日期：2011—12—05新疆某水